雪崩二極管,雪崩二極管的英文名稱為Avalanche diode,它是利用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中載流子的碰撞電離和渡越時間兩種物理效應(yīng)而產(chǎn)生負阻的固體微波器件。當(dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時,PN結(jié)被反向擊穿,載流子倍增就像雪崩一樣,反向電流突然快速增加。雪崩二極管用于在特定反向偏置電壓下經(jīng)歷雪崩擊穿,從而阻止電流集中到某一點,通常做為安全閥使用,用于控制系統(tǒng)壓力和保護電路系統(tǒng)。雪崩二極管通常在高壓電路中使用,對安裝的空間要求不高,因此多數(shù)是插針的封裝形式,原理圖、PCB封裝和普通二極管相同。部分特殊用途的二極管,如肖特基二極管,具有低壓降和快速恢復(fù)的特點。半導(dǎo)體二極管供應(yīng)
由于點接觸型二極管金屬絲很細,形成的PN結(jié)面積很小,所以極間電容很小,同時,也不能承受高的反向電壓和大的電流。這種類型的管子適于做高頻檢波和脈沖數(shù)字電路里的開關(guān)元件,也可用來作小電流整流。如2APl是點接觸型鍺二極管,較大整流電流為16mA,較高工作頻率為150MHz。面接觸型二極管,面接觸二極管是利用擴散、多用合金及外延等摻雜方法,實現(xiàn)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體直接接觸而形成PN結(jié)的。面接觸二極管PN結(jié)的接觸面積大,可以通過較大的電流,適用于大電流整流電路或在脈沖數(shù)字電路中作開關(guān)管。因其結(jié)電容相對較大,故只能在較低的頻率下工作,在集成電路中可作電容用。如2CPl為面接觸型硅二極管,較大整流電流為40OmA,較高工作頻率只有3kHz。整流二極管作用二極管的反向電壓應(yīng)小于其擊穿電壓,以防止擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。
二極管反向區(qū)也分兩個區(qū)域:當(dāng)VBR<V<0時,反向電流很小,且基本不隨反向電壓的變化而變化,此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。當(dāng)V≥VBR時,反向電流急劇增加,VBR稱為反向擊穿電壓。在反向區(qū),硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡,反向飽和電流也很??;鍺二極管的反向擊穿特性比較軟,過渡比較圓滑,反向飽和電流較大。從擊穿的機理上看,硅二極管若|VBR|≥7 V時,主要是雪崩擊穿;若VBR≤4 V則主要是齊納擊穿,當(dāng)在4 V~7 V之間兩種擊穿都有,有可能獲得零溫度系數(shù)點。
PIN二極管,PIN二極管英文名稱為Pin diode,是一種在光通信中普遍使用的光電二極管。它是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造出來的一種晶體二極管。PIN中的I是"本征"意義的英文略語。當(dāng)其工作頻率超過100MHz時,由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和"本征"層中的渡越時間效應(yīng),其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時,"本征"區(qū)的阻抗很高;在直流正向偏置時,由于載流子注入"本征"區(qū),而使"本征"區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此,可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開關(guān)(即微波開關(guān))、移相、調(diào)制、限幅等電路中。硅二極管和砷化鎵二極管是常見類型。
二極管的正向特性,當(dāng)外加正向電壓時,隨著電壓U的逐漸增加,電流I也增加。但在開始的一段,由于外加電壓很低。外電場不能克服PN結(jié)的內(nèi)電場,半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子不能順利通過阻擋層,所以這時的正向電流極?。ㄔ摱嗡鶎?yīng)的電壓稱為死區(qū)電壓,硅管的死區(qū)電壓約為0~0.5伏,鍺管的死區(qū)電壓約為0~0.2伏)。當(dāng)外加電壓超過死區(qū)電壓以后,外電場強于PN結(jié)的內(nèi)電場,多數(shù)載流子大量通過阻擋層,使正向電流隨電壓很快增長。即:當(dāng)V>0,二極管處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段:當(dāng)0<V<Vth時,正向電流為零,Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)V>Vth時,開始出現(xiàn)正向電流,并按指數(shù)規(guī)律增長。二極管作為電子元器件的重要一員,其發(fā)展和應(yīng)用推動了電子技術(shù)的進步。半導(dǎo)體二極管供應(yīng)
二極管可用于電池充電和放電保護,防止過充和過放。半導(dǎo)體二極管供應(yīng)
發(fā)光二極管,施加正向偏置,可以發(fā)光的二極管。由發(fā)光種類與特性又有紅外線二極管、各種顏色的可見光二極管、紫外線二極管等。激光二極管,當(dāng)LED產(chǎn)生的光是帶寬極窄的同調(diào)光(Coherent Light)時,則稱為激光二極管。光電二極管,光線射入PN結(jié),P區(qū)空穴、N區(qū)電子大量發(fā)生,產(chǎn)生電壓(光電效應(yīng))。借由測量此電壓或電流,可作為光感應(yīng)器使用。有PN、PIN、肖特基、APD等類型。太陽電池也是利用此種效應(yīng)。隧道二極管(Tunnel Diode)、江崎二極管(Esaki Diode)、透納二極管,由日本人江崎玲于奈于1957年發(fā)明。是利用量子穿隧效應(yīng)的作用,會出現(xiàn)在一定偏置范圍內(nèi)正向電壓增加時流通的電流量反而減少的“負電阻”的現(xiàn)象。這是較能耐受核輻射的半導(dǎo)體二極管。半導(dǎo)體二極管供應(yīng)